脱氧剂

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脱氧剂(Deoxidizing Agent)

目录

什么是脱氧剂

  脱氧剂是指可吸收氧气、减缓氧化作用的添加剂。

脱氧剂的种类及作用机理[1]

  目前研究使用的脱氧刺有很多种类方法,有按照脱氧速度分为速鼓型和缓放型,也有按功能用途的分类,还有接原材料分为有机类和无机类的,其中有机脱氧剂主要有葡萄糖氧化酶型脱氧剂、抗坏血酸型脱氧剂和儿茶酚型脱氧剂,而目前使用较广泛的是无机类脱氧剂。无机脱氧剂使用较广的主要有三种:铁系脱氧剂、亚硫酸盐系脱氧剂、加氢催化剂型脱氧剂。

  1.铁系脱氧剂

  目前应用最广的是以铁或亚铁盐为主剂的脱氧剂。铁系脱氧剂的脱氧速度随温度不同而改变,铁系脱氧剂通常使用温度为5~40℃。在低温情况下有人认为脱氧剂活性和脱氧能力将大大降低,而且即使在恢复到常温状态下其脱氧能力也难以恢复,而另外也有研究表明低温并不能改变脱氧剂的脱氧能力,所以脱氧剂在低温时的脱氧能力必须由具体实验确定。

  研究表明相对湿度在90%以上时,18小时后包装中的残留氧气接近零,而湿度在60%时则需95小时。

  2.亚硫酸盐系脱氧剂

  这类脱氧剂常以连二亚硫酸盐为主剂。

  反应中生成了二氧化碳,二氧化碳虽然本身不具有杀菌保鲜的功能,但具有抑制某些细菌发育的作用。这样在脱除包装中的氧气的同时,可以通过反应生成的二氧化碳,在包装中形成二氧化碳的氛围,从而达到脱氧保鲜的作用。

  3.加氢催化剂型脱氧剂

  最早使用的是以铂、铑、钯等加氢催化剂为主剂的脱氧剂,有微孔的加氢催化剂在活化状态下能吸附大量的氢气,由于催化剂的催化作用,氢气和氧气反应生成水,因而可以达到除去包装中的氧气的目的。如果再在包装中加入嗳水剂或干燥剂,就可以去除反应生成的水。但是由于上述加氢催化剂一般都是价格比较昂贵的金属,所以这类脱氧剂的使用受到使用成本的限制,使用范围也因此有一定的局限性。

脱氧剂的应用[2]

  (1)用于稀有气体脱氧:新型优质材料要求生产过程在超净的环境、系统内充有超纯的保护气,如超大规模电路、激光材料、特种陶瓷、高分子聚合物、航空航天材料等均要求惰性保护气中氧含量尽可能深度脱除。

  (2)用于合成气的脱氧:合成气体广泛应用于石油化工、日化工业、精细化工等工业部门。成气中所含杂质氧会与羰基合成反应生成酸,并氧化助催化剂,使其生成无催化作用的络合物,使高沸物积累,降低反应效果。

  (3)用于食品保鲜:对于油炸食品、奶油食品之类的富含高油脂的食品,脱氧剂具有防止油脂氧化的作用,从而能有效地保持食品的色、香、昧,防止维生素等营养物质被氧化破坏。

  (4)用于粮食保存:如将脱氧剂用于粮食的包装中,一些虫子或者虫卵将被窒息死亡而起到了良好的防止虫蛀的效果。

  (5)用于名贵药材的保存:由于一些名贵药材特别容易发生霉变和虫蛀,不仅影响它们的质量而且可能造成很大的经济损失。

脱氧剂品种的发展[3]

  现在日本市场上出售多种不同类型的脱氧剂,这些品种是在近15年来为适应多方面的需求逐新发展起来的,具体有以下几十方面的变化:

  1. 原料成分的变化

  从理论上讲,凡易与氧化合(即容易氧化)的物质杯可用作脱氧剂,但是作为主要供食品保鲜用的脱氧剂必须满足以下条件:是安全无毒、容易获得的物质,反应时不产生有害物质和有臭味的气体,价格低廉,体积小而氧吸收量大。根据这些条件选择了铁粉作原料。嗣后,为使脱氧剂不妨碍金属探测器(例如上客机前安全检查用的金属探测器)的工作,开发了以抗坏血酸和邻苯二酚为原料的有机系脱氧剂。

  2.氧吸收速度的变化

  改变脱氧剂包装材料的通气性和活性,可以改变吸收氧的速度。在开发之初就已研制成两种类型的脱氧剂,即在0.5~1.0d内完全除去氧的速效型和在2d左右脱除氧的通用型。嗣后,又开发了在干燥食品和医药品包装中使用的,脱氧速度可以较慢,但要求脱氧剂的水分转移率小的迟效型。迟效型脱除全帮氧需5~6d时间,但有同时保存食品香味的优点。脱氧反应是化学反应,所以受温虚的影响,将脱氧剂用于冷藏、冷冻食品,要有低温下脱氧速度不减慢的脱氧剂,现在符合这一要求的脱氧剂也已研制成功。

  3.用途的变化

  初期只有中等水分食品和低水分食品用的两种脱氧剂,数年后开发了供高水分食品用的耐水性脱氧剂和用于干燥食品的脱氧剂,最近又开发了供微波炉加热食品用的脱氧剂。

  4.功能的变化

  脱氧剂开发之初,只具有吸收氧一种功能,嗣后,为适应食品生产厂家提出的各种要求,开发了具有其他一些功能的脱氧剂,首先是在吸收氧的同时能产生二氧化碳气体的脱氧剂。包装容器因其内的氯被吸收而收缩,某些食品不能允许容器的收缩,二氧化碳气体发生型脱氧剂适用于这类食品。

  为咖啡的保鲜开发了能吸收氧和二氧化碳两种气体的脱氧剂。咖啡豆在供焙,煎煮时会产生大量二氧化碳,因此,供焙、煎煮后立即包装,包装袋就会逐渐膨胀终至破裂。咖啡生产厂商为了让二氧化碳逸散,采用将咖啡暴露于空气中或在包装袋中开孔的办法,但这样一来.咖啡会发生氧化,使香味失散。现在主要的对策是用罐包装粉末咖啡并使用能够吸收二氧化碳的脱氧剂.脱氧剂有抑制真菌和好气性细菌的技果,但对酵母和厌气性细菌无抑制作用,为此,开发了用于抑制这些细菌的乙醇发生型脱氧剂,但是这种脱氧剂价格偏高,还未能广泛使用。

  最新的一种脱氧剂是附有氧检验剂的脱氧剂,氧检验剂能用颜色的变化显示有无氧存在。由于脱氧剂和氧检验剂分别装入包装中要消耗两倍的劳力和生产时间、为此开发了脱氧剂与氧检验剂一体化的产品:一种是在脱氧剂包的侧端热封片状氧检验剂;另一种用双面腔粘带将氧检验剂纸贴附在脱氧剂包上。

  5.形态的变化

  在开发之初,脱氧剂和干燥剂一样都用小袋装,但是,随着应用日趋广泛,脱氧剂更多地用于瓶装、罐装、筒装等各种形态包装的食品,小袋装的脱氧剂在这些形态的食品包装中显现强烈的不协调感和异物感,迫切需要改进脱氧剂的形态。为此,开发了片剂状、卡片状的脱氧剂。

  片剂状脱氧剂用类似包封药片的包装板封装,接后安装在瓶盖里侧或置入瓶底再用隔片遮挡。卡片状脱氧剂是将铁粉分散在无纺布或硬纸板中制成的,目前只有小型的卡片状脱氧剂-其氧吸收量仅20~1OOml。

参考文献

  1. 吴建文,李冰,李琳.脱氧剂的研究和应用[J].食品科学,2002(5)
  2. 景晓燕,葛强,邹朋辉.脱氧剂的研究现状[J].应用科技,2005(8)
  3. 黄汉生.脱氧剂的应用现状与发展[J].适用技术市场,1994(5)
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